Вязаная ткань научилась переключаться между устойчивыми 3D-формами

Инженеры Школы инженерных и прикладных наук Гарвардского университета (Harvard SEAS) создали толстые вязаные ткани из эластичной пряжи, способные защёлкиваться между несколькими устойчивыми трёхмерными конфигурациями. Прототипы могут чувствовать движение и управлять простыми электронными устройствами. Работа опубликована в сентябре 2026 года на основе материалов ScienceDaily.

Ткань, которая «помнит» форму

Большинство тканей — эластичные или жёсткие — при деформации стремятся вернуться к исходному плоскому состоянию. Принципиальная новинка в работе Harvard SEAS: созданные ткани являются мультистабильными — то есть имеют несколько равновесных конфигураций, в каждой из которых они устойчиво удерживаются без постоянного приложения внешней силы.

Переход между конфигурациями происходит щелчком: достаточно приложить небольшое усилие, чтобы ткань перескочила из одной устойчивой формы в другую и зафиксировалась в ней. Это поведение напоминает классический бистабильный переключатель или выпуклую металлическую пластину, которая «хлопает» при нажатии.

Метод и материалы

Ключевые принципы разработки:

• Используется эластичная пряжа со специфически подобранными упругими свойствами;
• Ткань изготавливается промышленными методами вязания — что принципиально важно для возможного масштабирования;
• Мультистабильность определяется не химией материала, а геометрией вязаной структуры: петли и ряды организованы так, что энергетически выгодны несколько конфигураций;
• Толщина образцов («thick fabrics») позволяет хранить достаточно упругой энергии для защёлкивания между состояниями.

Что умеют прототипы

Исследователи создали образцы прототипов, демонстрирующих три типа функциональности:

• Механическое переключение: переход между двумя или более устойчивыми 3D-формами по внешнему нажатию;
• Сенсорика движения: ткань регистрирует деформацию и может передавать сигнал;
• Управление электроникой: прототипы интегрированы с простыми электронными цепями и переключают их состояние при смене конфигурации ткани.

Авторы подчёркивают: это прототипы, а не серийный продукт. Путь от лабораторного образца к носимой электронике или медицинскому устройству потребует оценки долговечности, разработки надёжных интерфейсов с электроникой и оптимизации под конкретные применения.

Потенциальные применения

Среди возможных применений, которые обсуждают исследователи: мягкая роботика (захваты и актуаторы без моторов), носимые медицинские устройства (компрессионные ортезы с перестраиваемой жёсткостью), адаптивная спортивная одежда и текстильные интерфейсы управления.

Читайте также по теме: перерабатываемых огнестойких композитах.